教案第1章

第一章 绪论
本章主要介绍生态学定义，生态学发展历史，研究生态学的目的、方法，生态学发展趋
势。使学生了解学习生态学，不仅要掌握生物与环境相互作用的一般原理，更要关注人类干
扰活动下生态过程的变化以及对人类生存的影响。
一、什么是生态学？
1 生态学的定义
1.1定义

生态学（ecology）来源于希腊文oikos (eco-)和logos (logy)，oikos指房子、住所，logos
代表学问、学科的意思。
生态学是有关生物与环境（栖息地）相互关系的科学。或者，生态学是研究生物与环境
相互关系的科学。
栖息地（habitat）：生物生活的地方。
生物包括任何动物、植物和微生物，划分为5界：原核生物界Prokaryota、原生生物界
Protista、真菌界Fungus、植物界Plantae和动物界animalae。
环境包括物理环境physical environment和生物环境biotic environment。物理环境是指非
生命的因子，如温度、水的可获得性、太阳辐射、风速、土壤类型等。生物环境指有生命的
因子，如同种个体和异种个体，绝大多数是异种个体。某一个体会受到同种其他个体和异种
个体的影响，相互作用，如竞争competition、捕食predation、同种相残cannibalism、寄生
parasitism、合作cooperation。
生态学的其它定义
赫克尔（1869）：动物与其有机和无机环境关系的总和。
埃尔顿（1927）：科学的自然历史。
安德列沃斯（1961）：研究有机体分布和多度的科学。（多度指某一物种种群的数量，种
群生态学 population ecology中会讲到）。
克雷布斯（1972-2001）：研究决定有机体分布与多度相互关系的科学。
奥多姆（1952-1983）：研究生态系统结构和功能的科学。生态系统（ecosystem）是生态
eco-与系统system的合成词。
各种不同的定义代表了生态学发展的3个不同阶段。第一，自然历史；第二，种群生态
学；第三，生态系统。
总的来说，生态学是研究生物如何生活以及它们与其环境如何相互作用的科学。
1.2 生态学工作者如何看待生态学？
从简单到复杂，生物学组织包括基因、细胞、器官、个体、种群、群落、生态系统等层
次，器官、个体是生理学的研究内容，个体、种群、群落、生态系统等是生态学的研究内容。
生态学主要关注个体、种群、群落、生态系统。经典生态学认为，生态学是研究（个体）、
种群、群落和生态系统为中心的宏观生物学。现代生态学同时在向宏观(macroscopic)和微观
(microscopic)两个方向发展，因此现代生态学包括分子生态学、经典生态学、全球生态学3
个方面。
1.3生态学的本质（Nature）
1.3.1 生态学与其它学科的关系
生物学的分支学科：生态学从生物类群上可以划分为哺乳动物学、鸟类学、鱼类学、贝
类学等（动物类群），被子植物学、藻类学等（植物类群），细菌学、真菌学（微生物类群）
等。从研究内容上，可以划分为基因工程学、细胞学、组织学、进化论、遗传学、分类学、
分子生物学、生物化学、行为学、生态学、生理学、形态学等。生态学是生物学中的一个分
支学科，按研究的生物类群划分又可以细分为哺乳动物生态学、鸟类生态学、鱼类生态学、
贝类生态学、被子植物生态学、微生物生态学等。并且与许多学科交叉，特别是与生物学中
四门主要基础学科（生理学、行为学、进化论、遗传学）关系密切，它们研究的问题与生态
学有交叉，如下面三个图所示：
生态学是一门独立的学科。
1.2.4 生态学发展历史
生态学发展经历了三个阶段，（1）生态学建立前期，（2）生态学发展期，（3）现代生
态学发展期。
（1）生态学发展前期（1960年前）：从公元前2世纪到公元16世纪的欧洲文艺复兴时
期，亦可称为生态学思想的萌芽期。渔猎时代，人们为了利用生物，对各种猎物的习性和生
态特征都有了解，这些就是生态学知识。到目前为止，劳动人民从实践中获得的动植物生活
习性方面的知识，依然是生态学知识的一个重要来源。
（2）生态学的成长期（公元前16世纪-20世纪40年代）：如，1670年鲍尔（Boyle）
发表了低气压对动物的效应的实验，标志着动物生态学的开端。1735年，法国的雷莫尔
（Reaumur）在其昆虫学著作中，记述了许多昆虫生态学资料，是研究积温与昆虫发育生理
的先驱。1869年，赫克尔（Hackel）第一次给生态学下了定义。1986年，斯洛德（Schrode）
提出了个体生态学（autoecology）和群落生态学的概念(synecology)。
（3）现代生态学发展期（1950S-至今），20世纪50年代以来，生态学发展迅速，主要
体现以下几个方面：①种群生态学得到了进一步的发展，特别是在种群调节和种群数学模型
方面；②进化生态学的建立；③行为生态学的发展；④化学生态学的建立；⑤1970年以后，
在群落生态学方面取得很大进展，同时生态系统生态学成了生态学研究的热点；⑥生态学在
向宏观和微观发展，宏观方面如景观生态学和全球生态学，微观方面如分子生态学；⑦生态
学开始应用于许多领域，并形成了应用生态学分支学科，如生态学在保护生物学、恢复生态
学、生物监测等方面的应用。
1.2.5 生态学分支学科
（1）分支学科
按生物组织水平可以划分为：分子生态学、个体生态学、种群生态学、群落生态学、生
态系统生态学、景观生态学、全球生态学，即称为生态学谱。
按类群可划分为：动物生态学（如鱼类生态学、昆虫生态学、哺乳动物生态学）、植物
生态学（如藻类生态学）、微生物生态学、人类生态学。
按栖息地（habitat）可划分为：淡水生态学、河口生态学、海洋生态学、湿地生态学、
陆地生态学（森林生态学、草原生态学、沙漠生态学、冻原生态学）。
（2）交叉学科，如数学生态学、生理生态学、化学生态学、地理生态学、进化生态学、
生态遗传学、行为生态学、生态经济学、政治生态学、生物物理生态学。
（3）应用生态学，如农业生态学、工业生态学、资源生态学、渔业生态学、野生动物
生态学、城市生态学、生态工程、环境生态学。
2 研究生态学的目的
人类面临严重的生存危机，5大危机即人口、粮食、能源、资源、环境的解决，生物多
样性的保护，可持续发展等课题均需要借助于生态学的知识。
3 如何研究生态学？
3.1 科学思维的逻辑方法
科学思维的逻辑方法包括通过观察找到问题，提出假设，收集数据对假设进行检验。正
确的假设应具有可预测性。
生态学模型：对生态系统行为进行描述和预测。
3.2 方法的重要性
3.2.1 变量的测量：如何确定调查方法？样方多大？变量的选择。
3.2.2 实验设计：需不需要设置对照？试验中需要设置多少重复？注意你收集的数据是否正
确？数据是否在生物学上进行解释？
3.2.3 统计方法：简单统计分析（T-检验、F-检验等），多变量分析（主成分分析、聚类分析
等）。
3.3 生态学研究的基本方法
3.3.1野外调查。优点：在自然条件下直接收集数据，数据正确的话，可以正确地解释自然
现象。不足：可重复性不强。
3.3.2 实验方法，包括实验室实验和野外试验。优点：变量（生态因子）可以严格控制、可
过相对可靠、可重复性高。不足：由于野外可能有很多因子在起作用，实验法仅挑选了少数
因子进行控制，结果可能与野外的实际情况有偏差。
3.3.3 数学模型。优点：高度抽象、能处理在野外不能处理的问题。不足：结果可能与实际
情况不同，模型应用不当容易出现偏差。